微生物电合成生产中链脂肪酸的基本原理及研究进展

摘要

微生物电合成(microbial electrosynthesis,MES)是一种新型微生物电化学技术,以电能驱动微生物在温和条件下转化水和CO2生成有机物.中链脂肪酸(medium-chain fatty acids,MCFAs)是指C6至C12的一元饱和羧酸,是重要的化工原料和农用产品.微生物生产MCFAs通常包括一次发酵和二次发酵过程:一次发酵即微生物将单体和多聚物氧化为中间产物丙酮酸盐,并最终生成短链脂肪酸和醇以及H2和CO2等小分子物质;二次发酵为微生物对一次发酵的产物再利用,包括碳链延长产生中链脂肪酸.MES生产MCFAs可望获得比传统有机废弃物厌氧发酵途径生产MCFAs更高的能量效率,并有望以获得高附加值产物的方式推进MES技术的实用化.综述了MES催化转化C1废气并耦合二次发酵过程进行碳链延长产生MCFAs的研究现状,分析代谢路径及功能微生物,探讨电极材料以及关键运行参数,为MES生产MCFAs的进一步发展提供重要的科学依据和技术支持.